ТЕРМЕНВОКС НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

Еще не так давно музыкальные инструменты даже эстрадных оркестров — будь то саксофон, скрипка, аккордеон, пианино, контрабас и даже барабан — дарили слушателям свое естественное, «природное» звучание. Нынче же музыка стала иной — теперь в моде «электронное» звучание.

Фантазия, которую проявляют создатели разнообразной электромузыкальной техники, кажется порой безграничной. Сами инструменты и усилительная аппаратура, акустические системы, устройства синтезирования звуковых эффектов — все до предела «нашпиговано» электроникой. Сегодня музыкантов мало уже чем удивишь — ведь у них на вооружении есть такие творения инженеров, которые позволяют получать тысячи самых разнообразных оттенков звучания: струнного, духового, клавишного.Современный электромузыкальный инструмент (сокращенно ЭМИ) — очень сложное устройство. Даже не каждый опытный радиоинженер способен изготовить его в домашних условиях. А что тогда сказать о тех, кто только делает первые шаги в освоении электроники?Выход один — начинать, собирая пока лишь простейшие ЭМИ. О нескольких таких конструкциях мы и хотим вам рассказать.Как вы думаете, когда началась история электронной музыки? Многие, вероятно, считают, что в конце 50-х — начале 60-х годов, когда на свет появились электрогитары и электроорганы, а вокально-инструментальные ансамбли стали возникать, как грибы после дождя. Но, оказывается, все произошло гораздо раньше.Честь называться творцом электронной музыки принадлежит советскому ученому, инженеру-физику Л. С. Термену. Именно он изобрел первый в мире ЭМИ. Экспериментируя с прибором для измерения диэлектрической постоянной газов, он обнаружил влияние руки на распределение электрического поля. Это явление и было положено в основу действия первого электромузыкального инструмента, получившего название «волны эфира». В 1921 году изобретатель представил свое «детище» на VIII Всероссийском электротехническом съезде. Современники Л. С. Термена высоко оценили его прибор. «Изобретение электромузыкального инструмента открывает огромные перспективы… Путем электрического возбуждения можно получить такие звучания, такие интонации, которых до сих пор не знала музыка…» — так писала газета «Правда» в 1927 году.Со временем первый электромузыкальный инструмент стал называться терменвокс — сочетание, состоящее из фамилии изобретателя Термена и слова «воке» — искаженного от английского voice, что в переводе означает «голос».Итак, что же такое терменвокс? Принцип действия этого инструмента основан на изменении электрического поля, которое создается вокруг ЭМИ от перемещений человеческого тела. Изменяя положение туловища или отдельных его частей, например, рук, исполнитель тем самым воздействует на пространственную картину поля. ЭМИ воспринимает эти влияния и преобразует их в звуковые сигналы, тональность которых зависит от манипуляций человека и становится выше или ниже в такт с его движениями.Чтобы понять, каким образом пространственное перемещение руки можно превратить в звук, разберемся в устройстве терменвокса. Его функциональная схема показана на рисунке 1. Инструмент состоит из двух высокочастотных генераторов, к одному из которых подключена антенна WА, смесителя, усилителя звуковой частоты и динамической головки ВА.Рис. 1. Функциональная схема терменвокса.Пока исполнитель находится на достаточном удалении от антенны, ВЧ генераторы вырабатывают сигналы одинаковой частоты, которые поступают на смеситель. Предположим, что частоты обоих генераторов в исходном состоянии равны 90 кГц. Что произойдет при смешении двух сигналов? Чтобы понять это, необходимо отметить одну особенность смесителя — он выделяет на своем выходе колебания с частотой, равной разности частот входных сигналов. А поскольку в исходном состоянии частоты обоих генераторов равны, следовательно, сигнал на выходе смесителя в этом случае отсутствует и звука в динамической головке нет. Рис. 2. Принципиальная схема ЭМИ.Но вот исполнитель поднес руку к антенне. Что теперь произойдет? Человеческое тело становится как бы конденсатором, включенным между антенной и электрическими цепями верхнего по схеме генератора, то есть емкость тела исполнителя начинает оказывать влияние на работу этого генератора. В результате изменяется частота вырабатываемых им колебаний. Предположим, она стала равной 91 кГц. Теперь при смешении сигналов возникают так называемые биения — колебания с частотой, равной разности частот обоих генераторов. В нашем случае эта разность составит 1 кГц. Сигнал с такой частотой и выделит на своем выходе смеситель. Затем произойдет его усиление, и в динамической головке раздастся звук.Непрерывно изменяя расстояние между ладонью руки и антенной, исполнитель тем самым постоянно- варьирует емкостные параметры частотозадающей цепи верхнего по схеме генератора. При этом меняется частота биений, и из инструмента извлекаются звуки различной тональности. Если в результате манипуляций, производимых исполнителем, частота электрических колебаний на выходе первого ВЧ генератора меняется в пределах, скажем, от 90 до 100 кГц, то музыкальный диапазон терменвокса будет лежать в интервале от 0 до 10 000 Гц.Итак, исполнение музыкального произведения на терменвоксе заключается в перемещении одной или обеих рук вблизи антенны инструмента. Чтобы получить более плавное изменение высоты звука, ладонь можнр держать неподвижной, а все манипуляции производить только пальцами руки. В любом случае, чтобы «почувствовать» такой музыкальный инструмент и освоить технику исполнения на нем, необходима хорошая тренировка и, конечно же, наличие слуха.За 70 лет творческой деятельности Л. С. Термен создал множество самых разнообразных модификаций своего ЭМИ, причем не менее оригинальных. Вот, например, одно из его творений — терпситон — электромузыкальный инструмент, выполненный в виде плоской платформы. Становясь на нее и делая разнообразные движения, как бы в причудливом танце, музыкант может исполнить на таком экзотическом инструменте любое произведение.Любопытно, что на основе терменвокса создавались и такие «немузыкальные» приборы, как охранные устройства для промышленных зданий, складов, сейфов. Такой аппарат охранял даже один из залов ленинградского Эрмитажа. Разработанные Л. С. Терменом электронные «сторожа», как и его ЭМИ, реагировали на изменение картины электрического поля вблизи охраняемого объекта и при появлении посторонних подавали сигнал тревоги.Но вернемся к музыкальным способностям терменвокса. С принципами, заложенными в действие этого инструмента, мы уже познакомились. Теперь пора перейти и к практическому их воплощению.Терменвокс, описание которого мы предлагаем вашему вниманию, собран всего на двух логических микросхемах, прост в налаживании и не требует дефицитных деталей. Конечно, такое устройство далеко от профессионального инструмента, но тем не менее, собрав его, вы на практике познакомитесь с конструкцией, принципом действия и техникой исполнения музыкальных произведений на терменвоксе.Первый генератор собран на логических элементах 2И-НЕ DD1.1 и DD1.2 микросхемы DD1 (рис. 2), а второй — на элементах DD2.1 и DD2.2 ИМС DD2. Инверторы DD1.3 и DD2.3 выполняют роль развязывающих устройств, предотвращающих взаимное влияние генераторов друг на друга. В качестве смесителя используется логический элемент DD2.4. Низкочастотный усилитель собран на транзисторе VТ1 по схеме электронного ключа. Резистор R6 ограничивает ток базы транзистора, а R7 служит для регулировки громкости звучания динамической головки ВА1. Конденсаторы С4—С6 и резисторы R4, R5 образуют низкочастотные фильтры, исключающие взаимное влияние генераторов друг на друга через питающие цепи. Питается устройство от батареи GB1 напряжением 9 В.Оба высокочастотных генератора собраны по схемам несимметричных мультивибраторов, с работой которых вы уже знакомы (см. «М-К», 1990, № 1, «Шесть самоделок на одной ИМС»). Резисторы R1, R3 и конденсатор С2 образуют частотозадающую цепь первого генератора, a R2 и C3— аналогичную цепь второго генератора. Подстроечный резистор R1 необходим для «выравнивания» рабочих частот обоих генераторов. Антенна WA1 подключена к инструменту через разделительный конденсатор С1.Элементы терменвокса размещаются на монтажной плате размером 50X30 мм, выполненной из фольгированного гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1—2 мм (рис. 3).Рис. 3. Монтажная плата инструмента со схемой расположения элементов.Для электромузыкального инструмента подойдут следующие детали. Транзистор — КТ602АМ (БМ) или КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Оксидные конденсаторы С4—С6 марки К53, остальные — малогабаритные керамические, например, КМ5, КМ6. Постоянные резисторы — ВС, МЛТ, ОМЛТ, С2-23, С2-33 мощностью 0,125 Вт, подстроечный — СП3-1б, СП4-1б, переменный — типа СПО-0,25, СПО-0,5, СП1, СП2. Динамическая головка — 0.5ГДШ-2 или любая другая мощностью 0,1—0,5 Вт с сопротивлением катушки 4—8 Ом. Тумблер — малогабаритный, марки ПДМ, МТ1, МТД1. Батарея питания — «Корунд» или шесть дисковых аккумуляторов напряжением по 1,5 В (например, СЦ-30).Детали терменвокса размещаются в металлическом корпусе подходящих размеров. Если такого не нашлось, можно использовать любую пластмассовую коробку, предварительно оклеив ее изнутри фольгой. Металлический корпус или фольгу необходимо электрически соединить с общим проводом питания инструмента. Антенна — медный или алюминиевый стержень Ø 2—4 мм и длиной 25—40 мм — устанавливается на лицевой панели корпуса на резиновом или пластмассовом изоляторе (рис. 4). Кроме того, на лицевой панели находятся тумблер включения питания, переменный резистор R7, снабженный декоративной ручкой, и динамическая головка; диффузор «динамика» закрыт тонкой цветной тканью. На боковой стенке корпуса — отверстие под движок подстроечного резистора R1. Монтажные соединения выполняются тонкими многожильными проводами в изоляции.Рис. 4. Внешний вид терменвокса.При правильном монтаже и исправных деталях инструмент начинает работать сразу после включения питания. Настройка его сводится к установке нулевой частоты биений генераторов. Если после включения питания звука в динамической головке нет, то необходимость в настройке отпадает. Если же звук появился, вращая движок подстроечного резистора, добейтесь его исчезновения. После этого терменвокс готов к работе.Может случиться так, что звучание ЭМИ окажется неустойчивым. В таком случае исполняйте мелодию, одной рукой производя манипуляции около антенны, а второй касаясь металлических частей корпуса. Если вы использовали пластмассовую коробку, оклеенную изнутри фольгой, то на ее лицевой панели необходимо установить специальную металлическую пластину размером примерно 20X20 мм, соединив с общим проводом питания.…Терменвокс был первым в мире электромузыкальным инструментом. За прошедшие с тех пор десятилетия создано немало новых ЭМИ, в чем нетрудно убедиться, глядя, например, на оснащение современной рок-группы. Электроорган, электрогитара, электробаян, электронная ударная установка — перечень музыкальных инструментов с приставкой «электро» можно продолжить. О некоторых из них мы расскажем в следующих выпусках.Э. АПРЕЛЕВTheremin today

Терменвокс по-русски

Мы постоянно добавляем новые материалы на сайт и мы постоянно нуждаемся в вашей помощи.

Пожалуйста, помогите нам с переводом материалов на русский язык.

Переведите пару абзацев >>

С. Рюмик. Журнал: «Радиоаматор», №1, 2011 год, стр. 45-49

Вы можете скачать:

целиком номер журнала «Радиоаматор», №1, 2011 в формате DJVU

В 2011 г. журнал РА начинает новую рубрику под названием «Школа схемотехники». В ней будут публиковаться материалы, посвященные схемотехнике небольших узлов различного назначения. Задача ставится так – научить читателей внимательно анализировать электрические схемы и находить в них самую неожиданную прикладную информацию. В качестве вступительного примера будет рассмотрен известный музыкальный инструмент терменвокс и все, что с ним связано.

В 1919-1920 гг. молодой российский инженер Лев Сергеевич Термен разработал уникальный для того времени бесклавишный и безгрифовый электромузыкальный инструмент (фото 1). Согласно патенту от 1921 г. это был «Музыкальный прибор с катодными лампами», пригодный кстати, выполнять функцию радиосторожа. Журналисты быстро окрестили его «Терменвокс» – что означает «голос Термена», взамен оригинального авторского названия «Этерофон».

Ни больше, ни меньше!(Девиз на старинном гербе рода Терменов)

Терменвокс на полвека опередил электрогитары и синтезаторы. Его появление можно образно сравнить с ситуацией, если бы в 1961 г. изобрели плоский плазменный цветной телевизор или публике показали бы японского робота-андроида, самостоятельно играющего на трубе…

Фото 1. Лев Сергеевич Термен играет на терменвоксе

Первые 500 промышленных терменвоксов AR-1264 (на английский манер «Theremin») были изготовлены в США на фирме RCA в 1930 г. Конструкция, естественно, ламповая, но очень продуманная [1]. В схеме обращает на себя внимание четырехпроводной громкоговоритель (рис. 1), в котором имеется дополнительная обмотка «Field Coil», создающая подмагничивающее поле вместо привычного кольцевого феррита. Кстати, меломаны до сих пор отмечают «другой звук» в старинных динамиках «Field Coil» (фото 2) и пытаются встроить самодельные электромагниты в современные громкоговорители.

Рис. 1. Схема подключения громкоговорителя Field Coil

Фото 2. Старинный динамик Field Coil

Классификация терменвоксов

Можно предложить следующее разделение терменвоксов по типу датчиков:

• емкостные (внесение емкости тела человека в частотозависимую цепь);
• оптические (перекрытие рукой светового потока к фотодатчику);
• сонарные (отражение ультразвуковых волн или инфракрасных лучей от руки);
• компьютерные (имитация звучания терменвокса мышью, 3D-джойстиком, сенсорными перчатками, регистрация положения рук и других частей тела видеокамерой).

Объединяет все разновидности терменвоксов плавное изменение высоты звука и сложные скоординированные движения руками. Звучание одновременно напоминает голос человека, свист ветра и глиссандо гавайской гитары. Непосвященным же кажется, что это генератор странных акустических эффектов.

Талантливых исполнителей игры на терменвоксе очень мало, причем далеко не все мелодии годятся для оранжировки. Слушать этот инструмент ходят примерно так, как в кунсткамеру на какую-нибудь диковинку. Наиболее удачные композиции доступны в Интернете, среди них выделяется знаменитый «Vocalise» С.Рахманинова [2].

Понимая, что слишком сложные конструкции со стабильными во времени параметрами и ювелирной настройкой заинтересуют лишь немногих читателей, в дальнейшем приоритет будет отдаваться простой схемотехнике «выходного дня». Для желающих углубиться в тему – табл.1 с полезной информацией, а также адреса интернет-сайтов на электрических схемах.

Табл. 1.

Емкостные терменвоксы

Емкостные терменвоксы (рис.2) состоят из двух антенн WA1, WA2, двух ВЧ-генераторов G1, G2, смесителя, модулятора и УНЧ. К штыревой антенне WA1 музыкант приближает правую руку, чем изменяет частоту генерации «f1». К петлевой антенне WA2 музыкант приближает левую руку, чем изменяет амплитуду сигнала в модуляторе. Разностная частота «f1-f2» должна попадать в звуковой диапазон, для чего опорный генератор G2 подстраивается переменным резистором R1. Выходной сигнал поступает на УНЧ, нагруженный на динамик, из которого, собственно, и слышится мелодия.

Рис. 2. Схема емкостного терменвокса

Емкостные терменвоксы делятся на две большие группы:

• классические бесконтактные, собранные по схеме рис.2 и требующие от исполнителя умения синхронно манипулировать двумя руками при игре стоя;
• модифицированные контактные, у которых вместо антенны WA2 используется кнопочный манипулятор и ножная педаль для управления громкостью и тембром звука при игре сидя (система К. Ковальского).

Упрощенные модели терменвоксов могут служить хорошим подспорьем для развития у детей музыкального слуха и точной координации движений. Представьте, если заботливый папа сделает своими руками игрушку-терменвокс и разучит несколько пассажей, то в глазах у любимого чада он станет настоящим волшебником на уровне Гарри Поттера (фото 3).

Фото. 3. Девочка Janneke за терменвоксом (Janneke | http://www.thereminworld.com/article/14272/view)

Из множества схем емкостных терменвоксов особый интерес представляют модели, имеющие стабилизацию по частоте (рис.З) и по напряжению питания (рис.4). Антенны применяют телескопические или в виде широкой металлической пластины. Схема, изображенная на рис.З, отличается от оригинала [3] тем, что в ней исправлена ошибка в полярности включения светодиодов HL1, HL2 и добавлены поясняющие надписи. В схеме на рис.4 частоту опорного генератора регулирует именно резистор RV2, поскольку резистор RV1 в гораздо большей степени подвержен влиянию емкости, вносимой телом человека.

Рис. 3. Терменвокс со стабилизацией по частоте

Рис. 4. Терменвокс со стабилизацией по напряжению питания

Рис. 4. Таже схема с сайтаhttp://harrisoninstruments.com/101/101_schematic.html

Оптические терменвоксы

Оптические терменвоксы (рис.5) формируют звук при помощи генератора G1, частота которого зависит от сопротивления фоторезистора R1. Свет от внешнего источника (солнца, лампы накаливания, светодиода) направляется перпендикулярно поверхности фоторезистора (фотодиода, фототранзистора). Музыкант одной рукой плавно закрывает доступ света, при этом увеличивается сопротивление R1 и изменяется частота звукового генератора G1. Второй рукой музыкант периодически нажимает на кнопку SB1, делая паузы звука и создавая ритмический рисунок композиции в стиле «стакатто».

Рис. 5. Оптический терменвокс

Оптические терменвоксы, как ни парадоксально, стали настоящей находкой для современных ди-джеев на дискотеках. Стоимость конструкции – копейки, а полет фантазии «космической музыки» неограниченный. Чтобы проникнуться идеей, достаточно посмотреть видеоролик Michael Una (http://una-love.com/munablog/2010/01/22/deluxe-beep-it/).

Коллекция схем оптических терменвоксов представлена на рис.6…рис.10. Родоначальником их считается базовая конструкция на таймере серии 555, разработанная Forrest Mims III в 1976 г. (рис.6). В отечественной литературе за подобными устройствами закрепилось название «светофон» [4].

Рис. 6. Схема оптического терменвокса на таймере серии 555 (http://library.thinkquest.org/16497/gather/cgi-bin/projects/1.gif)

Рис. 6. Таже схема с сайтаhttp://library.thinkquest.org/16497/gather/cgi-bin/projects/1.gif

см. такжеhttp://www.adventurer.u-net.com/theremin.html

Рис. 7. Схема оптического терменвокса Forrest Mims III (http://cogulus.com/blog/archives/r/Radio-Shack-Photo-Theremin-109.php)

Рис. 8. Схема оптического терменвокса на микросхеме LM3909 (tribes.tribe.net/bosd/photos/…)

Рис. 9. Схема оптического терменвокса на триггеррах Шмитта (http://mechatronicart.ch/diymakeaway/micro-noise)

Рис. 9. Оригинал схемы с сайтаhttp://mechatronicart.ch/diymakeaway/micro-noise

(http://sentex.net/~mec1995/circ/theremin.html)

Рис. 10. Оригинал схемы с сайтаhttp://sentex.net/~mec1995/circ/theremin.html

Фоторезисторы можно использовать СФ2-5, СФ2-6, ФС-К1 или импортные с ключевыми словами Cadmium Sulfide Photoresistor.

Фотодатчиков в терменвоксе может быть несколько. В одних случаях они включаются последовательно с целью повышения чувствительности, в других – служат отдельными каналами для регулирования громкости и тембра.

Сонарные терменвоксы

Сонарные терменвоксы (рис.11) состоят из передатчика А1, приемника А2, управляющего микроконтроллера МК и УНЧ. Фактически это автономный измеритель расстояния до препятствия, которым является рука музыканта. Чем меньше/больше расстояние, тем ниже/выше звук, формируемый МК. Для управления тембром и громкостью звука к МК могут подключаться дополнительные датчики, сенсоры, педали.

Рис. 11. Сонарный терменвокс

Передатчики и приемники по принципу действия могут быть как ультразвуковые, так и инфракрасные. Обычно это покупные промышленные модули дальномеров, не требующие настройки, с гарантированной точностью измерения расстояний от единиц сантиметров до единиц метров.

Преимущества сонарных терменвоксов – отсутствие радиоизлучения, высокая помехоустойчивость, хорошая стабильность и повторяемость параметров, компактность конструкции.

Рис. 12. Инфракрасный терменвокс (http://homepage2.nifty.com/denshiken/AVRO17.html)

Простейший «инфракрасный» терменвокс (рис.12) может быть собран на малогабаритном МК ATtiny45 (http://homepage2.nifty.com/denshiken/AVRO17.html). Используется покупной сонарный блок А1 фирмы Sharp (фото 4). Его выходной сигнал в аналоговой форме выдает информацию о дальности до препятствия, соответственно, +0,4…+3,1 В для расстояний 80…10 см. Если препятствием будет служить рука человека, то появляется возможность формирования на выходе МК пропорционального звукового сигнала, градуированного по нотам.

 Фото 4. Инфрокрасный терменвокс и сонарный блок GP2Y0A21YK фирмы Sharp

Важный нюанс. Существуют сонары фирмы Sharp не только с аналоговым, но и цифровым выходом. Разница заключается лишь в одной букве названия GP2Y0D21YK, что надо учитывать при покупке.

Компьютерные терменвоксы

Компьютерные терменвоксы представляют собой симбиоз датчика движения и персонального компьютера. Датчиками могут служить стандартные компьютерные аксессуары, подключаемые к портам СОМ, PS/2, USB. В частности, можно задействовать «мышь» [5] для извлечения «внеземного» звука, разного по частоте, амплитуде, тембру при движении курсора по вертикали и горизонтали (рис. 13, «Theremin Simulator V1.5», автор – Jim Spinner, 2004). Перспективно также применение сенсорных перчаток и танцевальных падов, при этом звук можно сделать полифоническим, с добавлением фоновых мелодий, караоке и т.д.

Рис. 13. Theremin Simulator V1.5

«Ультразвуковой» Терменвокс, не требующий умения владеть паяльником, предложил голландец «Zevv» (http://zevv.nl/play/code/ultrasonic-theremin/). Он использовал ноутбук Dell Latitude D830, в который встроен динамик и микрофон. Динамик периодически излучает сигнал на ультразвуковой частоте 88,2 кГц, микрофон принимает этот сигнал, а программа в ноутбуке рассчитывает задержку времени отражения волн от руки и формирует через тот же динамик изменяющийся звук в слышимом диапазоне.

Рис. 13. Терменвокс на базе компьютера с видеокамерой

Наиболее интеллектуальные терменвоксы содержат видеокамеру (рис. 14). Управляющая компьютерная программа по специальному алгоритму следит за изменением освещенности в нескольких областях изображения монитора. Например, на фото 5 это делается в трех квадратах, отвечающих соответственно за движения обеих рук и мимику лица. В зависимости от пропорций белых и черных пикселей в наблюдаемых областях на динамик ВА1 через звуковую карту компьютера выдается разновысотный звук.

Фото 5. Виртуальный терменвокс ( Edward Squires | http://homepages.ihug.com.au/~squires/vt/ )

См. также https://www.youtube.com/watch?v=KMTfSqvPc7w

Интересная идея озвучена на сайте http://oleg-bondarenko.livejournal.com/50972.html, где для формирования звуковой картины предлагается использовать самодельный «сенсорный стол» с подсветкой и веб-камеру, подключенную к компьютеру.

(https://www.youtube.com/watch?v=glAbrRgJI6o)

К разряду компьютерных можно отнести терменвоксы на базе мобильных телефонов, которые имеют сенсорные экраны, например, NokiaN900 (http://forum.maemoworld.ru/viewtopic.php?pid=111#р111). В 2010 г. было анонсировано приложение «n-forcer», превращающее два iPhone в подобие терменвокса. Видеоролик (фото 6) показывает, насколько красивым и мощным может быть синтезированое звучание, да еще и с цветомузыкой.

Литература

1. The RCA Theremin [Электронный ресурс] / Arthur Harrison, 2010. – Режим доступа : http://mysite.verizon.net/arthur_harrison/RCA/rca_theremin.html (англ.).
2. Video Gallery [Электронный ресурс] / Randy George, 2010. – Режим доступа : http://randygeorgemusic.com/video-gallery.html (англ.).
3. Компаненко, Л. Терменвокс-игрушка/Л. Компаненко// Радио. – 2006. – № 3. – С. 55-56.
4. Нечаев, И. А. Конструкции на логических элементах цифровых микросхем / Игорь Нечаев. – М.: Радио и связь. – 1992. – 120 с.
5. Theremin Emulators [Электронный ресурс], 2010. – Режим доступа : http://www.theremin.info/-/viewpub/tid/37/pid/1 (англ.).
6. Терменвокс на транзисторах [Электронный ресурс] / Радиотехническая консультация при центральном радиоклубе СССР. – Режим доступа : http://www.scriru.com/15/31171695837.php.

С.М. Рюмик, г. Чернигов

Окончание см. в РА 2/2011

Иногда терменвоксы делают с использованием ультразвуковых датчиков или ИК LED, для того чтобы менять звучание согласно расстоянию до рук, но настоящий терменвокс — это емкостная аппаратура. Поэтому здесь мы попробуем построить термен на современной элементарной базе — контроллере ATtiny85. Такой терменвокс работает с использованием емкости антенны в цепи генератора, на очень высоких частотах, поскольку емкости рук малы. Затем они складываются с фиксированной частотой генератора, чтобы получить разницу (биения), проявляющуюся в виде звуковой частоты.

Схема терменвокса

Терменвокс, показанный на схеме выше, имеет только один компонент! Сам контроллер ATtiny85 и вспомогательные элементы — стабилизатор, конденсатор, провода и макетная плата. Красный и черный — питание, зеленый — аудио, и медные провода антенны.

Есть несколько моментов, которые стоит отметить. Во-первых, производительность лучше, когда вы носите ремешок (желтый провод). Это не очень удобно, хотя существуют коммерческие терменвоксы, где тоже нужен ремешок на запястье.

Диапазон частот программируется (т. е. можно прошить hex файл, чтобы изменить его) и с исходными данными работает примерно на 15 сантиметров от антенны. Перекрывается примерно две октавы. А когда вы касаетесь его — просто пищит.

Как это работает?

Когда рука приближается к антенне, значение АЦП идет вверх. Происходит измерением емкости, схема меняет частоту и выдаёт разницу относительно гетеродина, которая поступает как звуковой сигнал (несколько кГц) на аудио выход. Емкость измеряется с высокой скоростью, в среднем несколько сотен раз в секунду, чтобы получить подходящее значение.

Питается терменвокс от 9В батареи. Дальше напряжение проходит через линейный стабилизатор на 5В — это 78L05 в обычном К-92 пакете. Конденсатор на выходе нужен для фильтрации ВЧ.

Для подключения антенны сделаны маленькие хомуты. Была идея поставить маленькие телескопические антенны, которые используют в 433 МГц пультах беспроводных переключателей, но медные провода лучше в плане настройки конфигурации. О том как пользоваться этим прибором смотрите на видеоролике:

Видео

Используемые источники:

• https://theremintimes.ru/ru/archives/1380
• http://trmvox.ru/magazines/close-to-thereminvox-radioamateur-2011-01.html
• https://el-shema.ru/publ/kontroller/termenvoks_na_mikrokontrollere/9-1-0-433